Vật liệu nghiên cứu gồm bảy ô vuông chuẩn với kích thước từ 4 đến 196 cm2 với màu tím, xanh lá cây và đỏ cùng với chiều cao chụp từ 25 đến 125 cm, hình chụp của 14 loại lá với hình dạng và kích thước khác biệt, tán lá cây cúc ‘Chrysanthemum sp.‘ có độ tuổi khác nhau. Kết quả nghiên cứu đã xác định mức độ sai số thực tế giữa diện tích các ô chuẩn hình vuông do ImageJ tính với diện tích các ô chuẩn là 0,9%, y = 1,0005x + 0,2262 và R2 = 0,9987. Diện tích bề mặt lá của 14 dạng lá khác nhau với %CV là 4.6%, y = 0,9902x + 2,1802 và R2 = 0,9953. Ngoài ra, đề tài đã ứng dụng xác định diện tích tán lá cây cúc từ 1 tuần tuổi tới 8 tuần với kết quả diện tích tán lá tăng từ 152 ± 18 đến 4026 ± 978 mm2 . iPhone 6s Plus và phần mềm ImageJ có thể thực hiện xác định diện tích lá và tán lá. Kết quả nghiên cứu có thể hữu dụng trong nghiên cứu về sinh lí cây trồng.

Diện tích bề mặt lá là một trong những chỉ tiêu xác định sự phát triển của thực vật trong quá trình tăng trưởng và là thành tố quan trọng trong công thức tính chỉ số diện tích lá (LAI ‘leaf area index’). Xác định bề mặt lá có rất nhiều ứng dụng trong các ngành Sinh lí thực vật, Nông học, Lâm học, Sinh thái ... Các công trình nghiên cứu xác định bề mặt lá bằng phương pháp trực tiếp, gián–trực tiếp và gián tiếp cùng với việc ứng dụng kỹ thuật số để phân tích vẫn đang tiếp tục nghiên cứu. Các thiết bị quét chuyên dụng thường được sử dụng như CI[1]202 Portable Laser Leaf Area Meter, LICOR LI[1]3000 leaf area meter, Leaf Area Meter, OKI MB451 scanner... (Agehara et al., 2020; Dogan et al., 2018) và dùng để quét hình lá cùng với phần mềm kèm theo có giá thành cao. Nghiên cứu mô phỏng chỉ số diện tích lá (LAI) lúa từ mô hình Oryza 2000 tại các điểm canh tác lúa của tỉnh Sóc Trăng của nhóm tác giả Khoa Môi trường & Tài nguyên Thiên nhiên thuộc Trường Đại học Cần Thơ đã sử dụng máy quét hình (không nêu số hiệu) để xác định diện tích bề mặt lá (Phạm Thị Lệ Huyền & Võ Quang Minh, 2014). Lê Văn Trọng (2016) đã sử dụng máy đo diện tích lá CI – 202 của Hoa Kỳ để xác định diện tích bề mặt lá khi nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lí, hóa sinh của 10 giống đậu phộng (Arachis hypogaea L.) trồng tại Thanh Hóa. Nghiên cứu về chỉ số diện tích bề mặt lá (LAI) cho các giai đoạn phát triển khác nhau của cà chua và dưa leo với các phương pháp xử lí nước tưới khác nhau, các tác giả sử dụng AccuPAR ceptometer LP-80 và Leaf Area Software để xác định LAI (Hossain et al., 2017). Diện tích bề mặt lá của 70 mẫu cây đã được xác định bằng việc sử dụng phần mềm OpenCV trên smartphone chạy bởi hệ điều hành Android, kết quả thí nghiệm được so sánh với thiết bị chuyên dụng Lab’s leaf area meter dựa trên khổ giấy A4 làm chuẩn (Hariadi et al., 2018).

Drienovsky et al. (2017) đã xây dựng phần mềm xác định diện tích bề mặt lá ‘Scan LeafArea’, nhóm đã thực nghiệm trên 3 loài lá cây khác nhau thuộc cây thân gỗ và so sánh với phần mềm ImageJ, kết quả khác biệt không đáng kể giữa phần mềm của tác giả với ImageJ. Khi nghiên cứu sự phát triển tán lá của Arabidopsis thaliana để phân tích diện tích tán lá, Srikanth et al. (2017) đã sử dụng phần mềm ImageJ V1.49 để tính diện tích tán lá nhưng không có ghi nhãn hiệu camera. Nghiên cứu sự phát triển tán lá rừng ngập mặn vùng Wallacea, vịnh Bone thuộc miền Nam Sulawesi tại Indonesia, Mursalim et al. (2020) đã sử dụng ImageJ để phân tích sự phát triển tán lá của rừng ngập mặn từ 1999 – 2018 từ không ảnh của vệ tinh Landsat 7 cung cấp. Kết quả xác định diện tích tán lá trên cánh đồng dựa vào hình kỹ thuật số của smartphone và sử dụng ImageJ phân tích tổng diện tích tán lá của tác giả thuộc Trường Đại học Florida (Agehara, 2020) cùng với việc xác định diện tích bề mặt lá trực tiếp trên cây. Ngoài ra, nhóm tác giả đã so sánh kết quả đo diện tích 100 lá hoa bia và 100 lá hồ tiêu giữa thiết bị quét ảnh chuyên dụng LI-3100C với phần mềm ImageJ, kết quả phân tích không có khác biệt đáng kể (Agehara et al., 2020). Ngoài ra, phần mềm ImageJ được nhóm tác giả Wang et al. (2018) ứng dụng trong việc đo chiều cao và độ che phủ của hệ thống cây trồng trong đô thị vùng Harbin thuộc tỉnh Heilongjiang Trung Quốc. Nhóm tác giả sử dụng thước chuẩn chiều cao là 1 m và chiều ngang lòng đường theo đơn vị mét làm chuẩn. Kết quả không có sự khác biệt khi xác định chiều cao của cây.

Phần mềm ImageJ của viện Sức khỏe Hoa Kỳ cung cấp miễn phí, cập nhật liên tục và là chương trình ứng dụng được sử dụng khá phổ biến trên thế giới để nghiên cứu quá trình quang hợp, sự phát triển tán lá, độ che phủ của cây trồng... Ngoài ra, ImageJ có thể ứng dụng trong nghiên cứu vi sinh vật như đếm số lượng tế bào bán tự động, thiết lập thanh tỷ lệ trên hình ảnh tự động ... (National Institutes of Health, 2021).

Mục đích của nghiên cứu là xác định chiều cao hữu dụng và phù hợp khi chụp hình các ô chuẩn để tạo thuận tiện chụp hình lá và tán cây ngoài thực địa bằng iPhone 6s Plus cùng với việc xác định diện tích bằng phần mềm ImageJ. iPhone 6s Plus là thiết bị di động nhỏ gọn sẽ giúp việc thu thập dữ liệu hình ảnh dễ dàng với chất lượng tốt (1080 x 1920 pixel) tại thực địa và có thể thay thế các thiết bị quét hình chuyên dụng đắt tiền. Hình ảnh có thể phân tích trên các phần mềm khác nhau và đặc biệt là ImageJ. Tuy nhiên, kết quả xác định diện tích phải qua hai bước là chụp hình và phân tích trên ImageJ trong khi các thiết bị chuyên dụng sẽ xác định diện tích một cách trực tiếp.

nqhuy